LEDバックライトドライバIC CXA3834M 概要・用途 CXA3834Mは，昇圧型DC-DCコンバータを内蔵したLEDドライバICです。ピーク電流および，PWM信号に よる輝度制御とBLINK信号による点滅制御が可能であり，LEDバックライトを搭載したLCD-TVの電源回路 を容易・コンパクトに実現させるために最適な構成となっています。 (用途：電源回路 他) 特長・機能 共通 UVLO機能 過熱保護機能 エラー検出出力機能 (xBL_ERR) 異常時検出タイマラッチ機能 LEDドライバ制御部 LED点灯用FETゲートドライバ内蔵 ピーク電流制御による輝度調整機能 PWM信号による輝度調整機能 BLINK信号による点滅制御 LED過電流検出機能 DC-DCコンバータ制御部 昇圧型DC-DCコンバータ内蔵 出力過電圧検出機能 連続過電流検出機能 入力電流BLINKソフトスタート/ソフトエンド機能 (点滅制御動作時) スロープ補償機能 構造 BiCMOSシリコンモノリシックIC パッケージ 16P-SOP ᧄ⾗ᢱߦ⸥タߐࠇߡ߅ࠅ߹ߔⷙᩰ╬ߪ, ᡷ⦟ߩߚ੍๔ߥߊᄌᦝߔࠆߎߣ߇ࠅ߹ߔߩߢ, ߏੌᛚߊߛߐޕ ߹ߚᧄ⾗ᢱߦࠃߞߡ, ⸥タౝኈߦ㑐ߔࠆᎿᬺᚲᮭߩታᣉ⸵⻌߿, ߘߩઁߩᮭߦኻߔࠆ⸽ࠍߚ߽ߩߢߪࠅ߹ߖࠎޕ ߥ߅⾗ᢱਛߦ, ࿁〝߇⸥タߐࠇߡࠆ႐ว, ߎࠇࠄߪ↪ߩෳ⠨ߣߒߡ, ઍ⊛ߥᔕ↪ࠍ␜ߒߚ߽ߩߢߔߩߢ, ߎࠇࠄ࿁〝 ߩ↪ߦ࿃ߔࠆ៊ኂߦߟߡ, ᒰ␠ߪ৻ಾ⽿છࠍ⽶߹ߖࠎޕ -1- J11505 CXA3834M 絶対最大定格 項目 記号 定格値 単位 最大電源電圧 VCC_MAX +24.0 V VCC xBL_ERR端子電圧 VxBL_ERR –0.3～+24.0 V xBL_ERR 入出力端子電圧1 VIO1 –0.3～VCC + 0.3 V DRV, DIM_SW, PWM_DIM, BLINK, DC_DIM, EN VREF端子電圧 VREF –0.3～+ 7.0 V VREF 入出力端子電圧2 VIO2 –0.3～VREF + 0.3 V ISENSE, OCP, COMP, FB, PROTECT, OVP_DD 許容損失 PD *1 mW –30～+85 C +150 C –55～+150 C 動作周囲温度範囲 Ta ジャンクション温度 Tj_max 保存温度範囲 Tstg *1 備考 許容損失低減特性 許容損失低減特性 1000 4ጀၮ᧼ታⵝᤨ ⸵ኈ៊ᄬ [mW] 800 නጀၮ᧼ታⵝᤨ 600 400 321 mW 200 193 mW –20 20.7 ˚C 0 20 40 72.1 ˚C 60 80 125 ˚C 100 120 140 160 േ࿐᷷ᐲ Ta [˚C] ࠟࠬࠛࡐࠠࠪၮ᧼ 76 mm × 114 mm t = 1.6 mm 推奨動作条件 項目 記号 定格値 単位 10.0～18.0 V 電源電圧範囲 VCC DC_DIM端子入力電圧 VDC_DIM 0.3～3.3 V PWM_DIM端子入力周波数 FPWM_DIM 20～40 kHz PWM_DIM端子最少パルス幅 TPWM_DIM 1.0 s BLINK端子入力周波数 FBLINK 48～240 Hz BLINK端子入力最少パルス幅 TBLINK 2.0 ms -2- 備考 定格入力周波数>1 kHz CXA3834M 端子配置 ブロック図 13 VCC VREF clk 5.0 V 11 VREF UVLO Oscillator slope Thermal Shutdown clk slope V/I Slope Compensator VREF 1.0 V OCP PWM L/S Error Amplifier COMP 10 VREF S Q R Q 1 DRV 2 ISENSE 3 OCP 1.2 V DC_DIM 8 23R 10R 15 DIM_SW 14 FB VREF 12 GND PROTECT 9 Latch 3.0 V Control Logic comp_ovp latch ocp dd_en pwm_out xBL_ERR 5 bl_err PWM_DIM 7 pwm_in BLINK 6 blink_in fb_ocp 16 OVP_DD dd_ovp EN 4 2.0 V/ 1.0 V en -3- 2.0 V 3.2 V CXA3834M 端子配置表 DRV 1 16 OVP_DD ISENSE 2 15 DIM_SW OCP 3 14 FB EN 4 13 VCC Top View xBL_ERR 5 12 GND BLINK 6 11 VREF PWM_DIM 7 10 COMP DC_DIM 8 9 PROTECT 端子表 端子 番号 端子記号 端子説明 保護素子の接続先 1 DRV 昇圧コンバータ用MOSFETドライバ出力端子 — 2 ISENSE 昇圧コンバータ用電流検出入力端子 VREF, GND 3 OCP 昇圧コンバータ用過電流検出入力端子 VREF, GND 4 EN イネーブル信号入力端子 5 xBL_ERR エラー信号出力端子 6 BLINK ブリンキング信号入力端子 VCC, GND 7 PWM_DIM PWMディミング信号入力端子 VCC, GND 8 DC_DIM 制御電圧入力端子 VCC, GND 9 PROTECT 保護停止用タイマ時間調整端子 VREF, GND 10 COMP 昇圧コンバータ制御用エラーアンプ出力端子 VREF, GND 11 VREF 基準電圧出力端子 12 GND グランド端子 — 13 VCC 電源入力端子 GND 14 FB LED電流検出入力端子 15 DIM_SW PWMディミング用MOSFETドライバ出力端子 16 OVP_DD 昇圧コンバータ出力電圧検出入力端子 VCC, GND — VCC, GND -4- VREF, GND — VREF, GND CXA3834M 端子説明 端子 番号 端子記号 I/O 標準端子 電圧 等価回路 端子説明 VCC 1 DRV O Pch Pch Nch Nch DRV 1 VCC～GND 昇圧コンバータ用MOSFETド ライバ出力端子 (昇圧コンバータ用NMOS ゲートに接続) GND VREF Pch 2 ISENSE I/O 1.0 V～GND Pch ISENSE 2 Pch 昇圧コンバータ電流検出入力 端子 (スロープ補償用抵抗に接続) GND VREF Pch 3 OCP I 1.0 V～GND OCP 3 Pch 昇圧コンバータ過電流検出入 力端子 (電流検出抵抗に接続) GND VCC 4 EN I VCC～GND EN イネーブル信号入力端子 4 Pch GND VCC xBL_ERR 5 xBL_ERR I/O VCC～GND Pch 5 エラー信号出力端子 (プルアップ用抵抗に接続) Nch Nch GND -5- CXA3834M 端子 番号 端子記号 I/O 標準端子 電圧 等価回路 端子説明 VCC Pch 6 BLINK I 3.3 V～GND BLINK ブリンキング信号入力端子 6 Nch GND VCC Pch 7 PWM_DIM I PWM_DIM 3.3 V～GND PWMディミング信号入力端子 7 Nch GND VCC Pch DC_DIM 8 DC_DIM I 3.3 V～GND 制御電圧入力端子 (R-Cフィルタ出力側に接続) 8 Pch GND VREF 9 PROTECT I/O Pch PROTECT 3.0 V～GND Nch 9 保護停止用タイマ時間調整端子 (タイマ調整容量に接続) Nch GND VREF Pch 10 COMP I/O 3.8 V～GND COMP 10 Pch Nch GND -6- 昇圧コンバータ制御用エラー アンプ出力端子 (位相補償回路を接続： COMP－GND間) CXA3834M 端子 番号 端子記号 I/O 標準端子 電圧 等価回路 端子説明 VCC Nch 11 VREF O 5.0 V VREF 11 Pch 内部電源電圧出力端子 (安定化容量を接続) Nch GND 12 GND 接地端子 13 VCC 電源入力端子 (安定化容量を接続) VREF Pch Pch 14 FB I 1.0 V～GND Pch LED電流検出端子 (電流検出抵抗に接続) FB 14 GND VCC PWMディミング用MOSFET ドライバ出力端子 (ディミング用NMOSゲート に接続) Pch 15 DIM_SW O VCC～GND DIM_SW 15 Nch GND VREF Pch 16 OVP_DD I 3.2 V～GND OVP_DD 16 Pch GND -7- 昇圧コンバータ出力電圧検出 入力端子 (出力電圧検出用抵抗に接続) CXA3834M 電気的特性 共通ブロック (特に条件指定がない場合，Ta = 25 C，VCC = 12 V，EN = 3.3 V，PWM_DIM = 3.3 V，BLINK = 3.3 V，DC_DIM = 3.3 V) 電源部 (VCC端子) 項目 記号 測定条件 最小値 標準値 最大値 単位 動作開始電圧 VCC_ON 9.0 9.5 10.0 V 動作停止電圧 VCC_OFF 8.5 9.0 9.5 V ヒステリシス幅 VCC VCC_ON – VCC_OFF 0.3 0.5 0.7 V 動作時消費電流 ICC1 FB = 1.5 V * Non switching — 1.15 1.65 mA 停止時消費電流 ICC2 EN = 0 V — 0.85 1.10 mA 最小値 標準値 最大値 単位 4.85 5.00 5.15 V 基準電圧部 (VREF端子) 項目 記号 測定条件 出力電圧 VREF 入力安定度 VREF_LINE VCC = 10.0 V～18.0 V， 無負荷時 — 10 50 mV 負荷安定度 VREF_LOAD Iout = 0.1 m～5.0 mA — 20 50 mV イネーブル信号入力部 (EN端子) 項目 最小値 標準値 最大値 単位 Hレベル検出電圧 VEN_H 記号 測定条件 1.9 2.0 2.1 V Lレベル検出電圧 VEN_L 0.9 1.0 1.1 V ヒステリシス幅 VEN VEN_H – VEN_L 0.9 1.0 1.1 V 端子入力抵抗 REN EN = 1.0 V 200 300 400 k 測定条件 最小値 標準値 最大値 単位 エラー出力部 (xBL_ERR端子) 項目 記号 出力L電圧 VxBL_ERR_L EN = 0 V，Iout = –3 mA — 0.15 0.3 V 出力オフリーク電流 IxBL_ERR_OFF xBL_ERR = 18 V — — 1.0 A 最小値 標準値 最大値 単位 2.9 3.0 3.1 V 保護検出部 (PROTECT端子) 項目 記号 測定条件 ラッチ停止検出電圧 VPROTECT 充電電流 IPROTECT_CHG PROTECT = 1.0 V， PWM_DIM = 12.0 V 8.0 10.0 12.0 A 放電電流 IPROTECT_RST PROTECT = 1.0 V 0.8 1.0 1.2 A -8- CXA3834M LEDドライバ制御部 (特に条件指定がない場合，Ta = 25 C，VCC = 12 V，EN = 3.3 V，PWM_DIM = 3.3 V，BLINK = 3.3 V，DC_DIM = 3.3 V) MOSFETドライバ出力部 (DIM_SW端子) 項目 記号 測定条件 最小値 標準値 最大値 単位 出力立ち上がり時間*1 TR_DIM_SW CLOAD = 1000 pF — 30 60 ns 出力立ち下がり時間*1 TF_DIM_SW CLOAD = 1000 pF — 30 60 ns 出力H電圧 VDIM_SW_H Iout = 10 mA 11.90 11.95 — V 出力L電圧 VDIM_SW_L PWM_DIM = 0 V， Iout = –10 mA — 0.05 0.1 V *1 立ち上がり時間，立ち下がり時間はVCC 0.1～VCC 0.9を判定電圧とします。 エラーアンプ入力回路部 (FB端子，DC_DIM端子) 項目 記号 測定条件 最小値 標準値 最大値 単位 フィードバック制御 電圧1 VFB_REF1 DC_DIM = 3.3 V 0.98 1.00 1.02 V フィードバック制御 電圧2 VFB_REF2 DC_DIM = 1.65 V 0.495 0.500 0.505 V FB端子プルアップ電流 IFB FB = 0.1 V 0.05 0.1 0.2 A 過電流検出電圧 VFB_OCP 1.9 2.0 2.1 V DC_DIM端子入力抵抗 RDC_DIM 700 990 1300 k 最小値 標準値 最大値 単位 DC_DIM = 1.0 V PWMディミング信号入力部 (PWM_DIM端子) 項目 記号 測定条件 Hレベル入力電圧 VPWM_DIM_H 2.0 — VCC– 2.0 V Lレベル入力電圧 VPWM_DIM_L — — 1.0 V 端子入力抵抗 RPWM_DIM 200 300 400 k 最小値 標準値 最大値 単位 PWM_DIM = 1.0 V BLINK信号入力部 (BLINK端子) 項目 記号 測定条件 Hレベル入力電圧 VBLINK_H 2.0 — VCC– 2.0 V Lレベル入力電圧 VBLINK_L — — 1.0 V 端子入力抵抗 RBLINK 200 300 400 k BLINK = 1.0 V -9- CXA3834M DC-DCコンバータ制御部 (特に条件指定がない場合，Ta = 25 C，VCC = 12 V，EN = 3.3 V，PWM_DIM = 3.3 V，BLINK = 3.3 V，DC_DIM = 3.3 V) MOSFETドライバ出力部 (DRV端子) 項目 出力立ち上がり時間*1 記号 TR_DRV 測定条件 CLOAD = 1000 pF 最小値 — 標準値 35 最大値 70 単位 ns 出力立ち下がり時間*1 TF_DRV CLOAD = 1000 pF — 25 50 ns 出力H電圧 VDRV_H Iout = 10 mA (設計保証) 11.85 11.90 — V 出力L電圧 VDRV_L EN = 0 V，Iout = –10 mA — 0.03 0.1 V 発振周波数 FOSC ISENSE = 0 V， OCP = 0 V，FB = 0 V 95 100 105 kHz 最大オンDuty DMAX ISENSE = 0 V， OCP = 0 V，FB = 0 V 85 90 95 % *1 立ち上がり時間，立ち下がり時間はVCC 0.1～VCC 0.9を判定電圧とします。 エラーアンプ出力部 (COMP端子) 項目 記号 測定条件 最小値 — 標準値 520 最大値 — 単位 A/V トランスコンダクタンス gm (設計保証) 出力ソース電流 ICOMP_H FB = 0 V，COMP = 3.0 V 60 80 100 A 出力シンク電流 BLINK ソフトスタート時間 BLINK ソフトエンド時間 ICOMP_L FB = 1.5 V，COMP = 0.5 V 60 80 100 A TSS COMP = 1.8 V (設計保証) 320 400 480 s TSE COMP = 1.8 V (設計保証) 320 400 480 s 測定条件 最小値 標準値 最大値 単位 (最大ON Duty動作時，ピー ク電流値) (設計保証) — 50 — A 測定条件 最小値 0.9 標準値 1.0 最大値 1.1 単位 V 電流検出回路部 (ISENSE端子) 項目 スロープ補償出力電流 記号 ISLOPE FB = 0 V，OPC = 0 V 過電流検出部 (OCP端子) 項目 記号 過電流制限検出電圧 VOCP FB = 0 V，ISENSE = 0 V DDブランキングパルス幅 TDD_BLK OCP = 1.5 V，FB = 0 V 350 500 650 ns OCP端子 プルアップ電流 IOCP OCP = 0.1 V 0.05 0.1 0.2 A 最小値 3.1 標準値 3.2 最大値 3.3 単位 V 0.05 0.1 0.2 A 出力電圧検出部 (OVP_DD端子) 項目 記号 出力過電圧検出電圧 VOVP OVP_DD端子 プルアップ電流 IOVP 測定条件 OVP_DD = 0.1 V 注) 出荷検査は室温において実施します。(温度変動については設計保証となります) - 10 - CXA3834M ブロック詳細説明 起動/停止 CXA3834MはVCC端子に9.5 V (typ.) 以上の電圧を印加することで動作を開始します。VCC端子に電圧が加わ ると，IC内部で生成する基準電圧 (VREF端子) が発生し，リセット状態 (POR) が解除されます。 またVCCにはUVLO機能が内蔵されており，VCC端子電圧が9.0 V (typ.) 以下になると，ICはリセット状態とな り，他端子の入力信号によらず，DC-DCコンバータは動作を停止し，DIM_SW出力はL出力となります。 VCC端子電圧が再度9.5 V以上になると，リセットが解除されて，停止した機能が動作可能な状態になります。 12 V 9.5 V VCC 9.0 V POR (internal signal) RESET release RESET RESET 図1. 電源投入後の起動停止動作 イネーブル (EN) DC-DCコンバータ，LEDドライバはEN端子を2.0 V以上にすることで動作可能な状態となります。またDC-DC コンバータが動作を開始するには，PWM_DIM端子 = High，BLINK端子 = Highが必要です。EN端子を1.0 V 以下にすると，DC-DCコンバータは即座に動作を停止しますが，PWM_DIM端子から入力された信号は DIM_SW端子に出力されます。また，EN端子 = L時はBLINK端子 = LでもPWM_DIM端子から入力された信 号はDIM_SW端子にそのまま出力されます。 EN 2.0 V 1.0 V PWM_DIM BLINK DIM_SW DRV (DDࠦࡦേ) 図2. EN端子電圧入力時動作 - 11 - CXA3834M ディミング制御部 CXA3834MはLED素子を点灯させるために必要な電圧を生成するために定電流モード昇圧型DC-DCコン バータを内蔵しています。DC-DCコンバータによって昇圧された電圧 (VOUT) が，直列に複数個接続された LED素子のアノード側に印加され，PWM_DIM端子にHigh電圧が入力されると，DIM_SW端子もHigh電圧が 出力され，外付けFETを駆動し，LED素子に電流が流れます。 図3に概略動作回路図を示します。 VIN CXA3834M VOUT DC_DIM DRV 23R 10R ISENSE DC-DC Controller ILED OCP BLINK Control Logic DIM_SW PWM_DIM FB Rfb 図3. CXA3834M 動作概略回路図 - 12 - CXA3834M LED輝度調整 CXA3834Mでは2つの設定により，LEDの輝度を調整することが可能です。 [PWM制御による輝度調整] PWM_DIM端子に入力されたパルスがDIM_SW端子に出力されます。DIM_SW端子の出力に応じて外 付けFETのゲートを駆動し，LED素子に電流が流れます。LED素子に流れる平均電流はPWM_DIM端 子に入力されるパルスのDutyに比例するため，Dutyを制御することでLED素子の輝度を調整するこ とが可能です。(図4参照) CXA3834MでのPWM_DIM端子の入力周波数は，20 kHz～40 kHz，最少Highパルス幅は1 sとしてく ださい。 [ピーク電流制御による輝度調整] LED素子に流れる電流は，FB抵抗 (Rfb) により電圧に変換され，CXA3834MのFB端子でモニタされ ます。DC-DCコンバータは，FB端子電圧と，DC_DIM端子電圧 (VDC_DIM) の10/33倍の値を比較し， 同電位を保つように出力電圧 (VOUT) をコントロールします。つまりDC_DIM端子電圧を制御するこ とにより，LED素子あるいはFB端子抵抗に流れる電流を制御することができます。LED素子に流れ る電流は下記式によって決まります。 10 I LED = V DC_DIM ------ Rfb [A] 33 100 200 DC_DIM = 3.3 V Rfb = 10 Ω LED current [mA] LED average current [mA] DC_DIM端子電圧およびFB端子抵抗値とLED素子に流れる電流の関係を図5に示します。 75 50 25 50 100 PWM_DIM duty [%] Rfb = 5 Ω PWM_DIM_Duty = 100 % 150 100 Rfb = 10 Ω PWM_DIM_Duty = 100 % 50 1.65 3.3 DC_DIM input voltage [V] ࿑4. PWM_DIM_Duty - ILED․ᕈ ࿑5. DC_DIM Voltage - ILED․ᕈ DC_DIM端子はIC内部で990 k (typ.) の抵抗値でプルダウンされています。DC_DIM端子に平滑用RC フィルタを接続する場合は，IC内部インピーダンスを考慮の上，定数を決定してください。 - 13 - CXA3834M LED点滅制御 (ブリンキング) CXA3834MはBLINK端子を有しており，BLINK端子に入力する信号のH/L切り換えで，LED素子を点滅 動作させることが可能です。BLINK信号 = LでDIM_SW端子は強制的にL出力 (LED素子消灯) しますが， 同時にDC-DCコンバータの出力電圧リップルを抑制するため，DC-DCコンバータの昇圧動作 (DRV出力) も強制的に停止します。BLINK端子に入力される信号に対する，動作を図6に示します。 BLINK PWM_DIM DIM_SW LED OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF DRV soft start soft end soft start soft end 図6. ブリンキング動作時タイミングチャート CXA3834MでのBLINK端子の入力周波数は，最大240 Hz，最少Highパルス幅は2 ms程度としてください。 ブリンキング動作時のソフトスタート/ソフトエンド機能に関しては，後述いたします。 BLINK動作をさせないアプリケーションにおいては，BLINK端子をVREF端子に接続して使用してくだ さい。 - 14 - CXA3834M LED過電流検出回路部 CXA3834Mでは，LED素子に流れる電流の異常を検知するための過電流検出機能を有しています。 図7にFB端子周辺の等価回路図を示します。 VOUT DC_DIM 23R DRV DC-DC Controller 10R ILED DIM_SW PWM_DIM VREF FB ERR_SET PROTECT Rfb Control Logic 3.0 V Blanking Pulse 2.0 V ERR_RST 図7. FB端子周辺等価回路図 FB端子電圧 = 2.0 V (typ.) 以上を検出 (LED_OCP) すると，PROTECT端子への充電を開始します (充電電 流：10 A (typ.))。継続的にLED_OCPを検出し，PROTECT端子電圧が3 Vに達するとICは停止状態 (ラッ チ停止) となります。PROTECT端子への充電は，LED_OCPを検出している期間のみ行われ，LED_OCP を検出しない場合は，PROTECT端子から1 A (typ.) で放電します。 本ICでは，上記の過電流検出の誤動作を防止するため，ブランキングパルスが生成されます。ブランキン グパルスは500 ns (min.) 程度であり，DIM_SWがLからHへ切り換わった際に生じる，突入電流による過 電流誤検出を防止します。FB端子の電圧はDC_DIM端子電圧の10/33倍で制御されますが，DC_DIM端子 電圧の設定を高くしすぎると過電流検出にかかりやすくなりますのでご注意ください。 LED_OCPにおけるタイミングチャートを図8に示します。 PWM_DIM Blanking Pulse 2.0 V FB ERR_SET (OCPᬌ) PROTECT 図8. LED_OCP検出タイミングチャート - 15 - CXA3834M DC-DCコンバータ制御部 発振器回路部 CXA3834MのDC-DCコンバータ発振周波数は内部回路にて100 kHz (typ.) 固定となっています。最大オン Dutyは90 % (typ.) であり，昇圧コンバータ用MOSFETのオン時間は，通常COMP端子電圧に比例した時 間となります。図9に発振器周辺の等価回路図を示します。 VIN VOUT clk Oscillator Slope Compensator slope V/I Rcs COMP OCP 1.0 V DC_DIM 23R Error Amplifier VREF PWM Comparator L/S 10R PWM_IN PWM S Q R Q DRV Rslope ISENSE Visense VREF OCP Vocp SS_BLINK FB Rfb 図9. 発振器周辺等価回路図 [定常時動作] 発振器からCLKパルスが出力されると，DRV端子出力がHとなり，チョークコイルに電流が流れ始め ます。チョークコイルに流れた電流は電流検出抵抗 (Rcs) にて電圧変換 (Vocp) されます。ISENSE端 子の電圧 (Visense) は，VocpとIC内部のスロープ補償電流がスロープ補償抵抗 (Rslope) に流れて発生 する電圧の和となり，PWMコンパレータの非反転入力端子に入力されます。VisenseがPWMコンパ レータの反転入力端子 (PWM_IN) 電圧以上になると，リセット信号が生成され，DRV端子出力はLと なります。PWM_IN電圧 (Vpwm_in) は，COMP端子電圧 (Vcomp) をレベルシフトした電圧となり， 下記計算式にておおよそ決まります。ここでVtは内部トランジスタの閾値電圧に相当し， CXA3834Mでは，0.8 V程度となります。 Vpwm_in = (Vcomp – Vt) 3/5 チョークコイルに流れる電流が少なく，1サイクル期間でVisenseがPWM_IN電圧に達しない場合，オ ンDutyが90 % (typ.) に達した時点で，自動的にDRV出力はLとなります。以上の動作を繰り返し行 い，LEDに所定の電流が流れるまで昇圧動作が継続されます。 定常時動作における，DC-DCコンバータ動作のタイミングチャートを図10に示します。 CLK DRV IL PWM_IN Vocp + Visense 図10. DC-DCコンバータ動作タイミングチャート - 16 - CXA3834M [過電流検出について] チョークコイルに流れるピーク電流はOCP端子にて常時モニタされており，OCP端子電圧が1.0 V (typ.) に達すると強制的にDRV端子出力をLにします (パルスバイパルス動作)。過電流検出後は，次のサイ クルが始まるまでPROTECT端子を10 A (typ.) で充電する動作となります。連続的に過電流が検出さ れる場合，PROTECT端子が継続的に充電され，PROTECT端子電圧が3 Vに達するとICはラッチ停止 となります。 CXA3834Mでは，OCP端子の過電流検出誤動作を防止するため，ブランキングパルスが生成されます。 ブランキングパルスは500 ns (typ.) であり，DRV端子出力がLからHへ切り換わった際に生じる，突入 電流による過電流誤検出を防止します。 [スロープ補償について] 定電流モード昇圧コンバータにおいて，DRV端子のオンDutyが50 %以上となる設定にすると，サブ ハーモニック発振を起こす場合があります。CXA3834MではISENSE端子に直列抵抗 (Rslope) を挿入 し，スロープ補償をかけることで，オンDuty50 %以上の動作においても昇圧コンバータを安定に動 作させることが可能です。サブハーモニック発振およびスロープ補償の詳細につきましては，アプ リケーションノートを参照してください。 - 17 - CXA3834M 入力電流BLINKソフトスタート/ソフトエンド制御回路部 CXA3834MはLEDの点滅動作 (ブリンキング動作) を想定し，BLINK端子を有しています。BLINK端子に L信号入力された場合，DIM_SW端子がL出力となりLEDは消灯し，DC-DCコンバータは一時的に動作を 停止します。BLINK端子にH信号が入力されるとDIM_SW端子がH出力となり，LEDが点灯し，再度DCDCコンバータは動作を開始します。しかしながら，BLINK端子のH/L出力に合わせてDC-DCコンバータ の負荷が急変することに起因して，チョークコイルおよびその他の部品の音鳴りが懸念されます。 CXA3834MはDC-DCコンバータのBLINKソフトスタート/ソフトエンド機能を有しており，ブリンキン グ動作時の音鳴りを軽減させることが可能です。ブリンキング動作時のDC-DCコンバータ制御の概要を 図11に示します。 BLINK COMP SS_BLINK (internal signal) DRV Choke coil current soft start terminal soft end terminal 図11. ブリンキング時DC-DCコンバータ動作概要 BLINK端子の入力信号がLからHになった時点で，IC内部のSS_BLINKノードに充電が開始されます。 PWMコンパレータの反転入力電圧はSS_BLINKノード電圧に比例した電圧が入力され，DRV端子出力パ ルス幅はPWMコンパレータの反転入力電圧に比例したパルス幅となります。また昇圧用チョークコイル に流れる入力ピーク電流は，DRV端子のパルス幅に比例するため，図11に示すような，電流波形とな り，BLINK端子入力信号がLからHに変化した際の急激な入力電流変動を抑制することができます。 SS_BLINKノードの充電は，COMP端子出力電圧に相当する電圧に達するまで継続し，BLINK端子電圧 にH信号が入力されている期間は充電完了後の電圧を維持します。BLINK端子電圧がHからLになると， SS_BLINKノードの電圧を放電し，PWMコンパレータの反転入力電圧は放電に合わせて低下します。 SS_BLINKノードの放電は，PWMコンパレータの反転入力電圧がほぼ0 Vになるまで継続され，その間 のDRV端子出力パルス幅およびチョークコイルの入力ピーク電流は，PWMコンパレータの反転入力電 圧に比例して，低下していきます。 BLINKソフトスタート時間およびBLINKソフトエンド時間は，COMP端子出力電圧に応じて決まり， COMP端子電圧 = 1.8 V時に約400 sの設定となっています。 - 18 - CXA3834M COMP端子Hold回路部 PWM_DIM端子にL信号が入力され，LED素子に電流が流れていない期間 (DIM_SW端子出力信号がLの 期間) はFB端子電圧が一時的に0 Vとなるため，COMP端子電圧がおよびDC-DCコンバータ出力電圧は 一時的に上昇してしまいます。この場合，次周期にPWM_DIM端子にH信号が入力されると，LED素子 に過渡電流が流れてしまいます。 CXA3834Mでは，PWM_DIM端子にL信号が入力される直前のCOMP端子電圧を維持 (Hold) してDC-DC コンバータの動作を継続します。COMP端子電圧をHoldすることで，次周期にPWM_DIM端子信号がH になってもLED素子に過渡電流が流れることなく，動作させることが可能です。この動作はBLINK端子 入力信号がLの場合も同様に行われ，BLINK端子にL信号が入力され，昇圧動作が停止しても，COMP端 子出力電圧はHoldされます。 COMP端子Hold機能におけるタイミングチャートとCOMP端子周辺の等価回路図をそれぞれ図12, 図13に 示します。 BLINK PWM_DIM Hold Hold Hold Hold Hold Hold Hold Hold COMP Hold VOUT LED_Current 図12. COMP端子Hold機能タイミングチャート Rcomp Ccomp1 COMP Ccomp2 DC_DIM 23R Error Amplifier PWM S Q R Q DRV L/S 10R HOLD_SW ON/OFF ISENSE BLINK Control Logic PWM_DIM DIM_SW FB 図13. COMP端子周辺等価回路図 PWM_DIM端子に入力する信号が高周波 (～40 kHz程度)，かつ低Dutyになると，Hold機能の影響で COMP端子の応答が遅くなり，起動時間およびLED電流特性に影響を及ぼす可能性があります。COMP 端子に接続する位相補償の定数はRcomp, Ccomp1, Ccomp2は十分な評価の上，決定してください。詳細 はアプリケーションノートを参照してください。 - 19 - CXA3834M 出力電圧検出回路部 図14にOVP_DD端子周辺の等価回路図を示します。 VIN VOUT DC_DIM DRV 23R DC-DC Controller 10R VREF Rovp1 Control Logic OVP_DD OVP 3.2 V ILED Rovp2 FB Rfb 図14. OVP_DD端子周辺等価回路図 OVP_DD端子にはDC-DCコンバータの出力過電圧を検出する保護機能があります。OVP_DD端子 = 3.2 V (typ.) 以上を検出 (OVP) すると，ICは即時ラッチ停止となります。通常動作でLED素子を正常に点灯さ せるためにはOVP_DD端子へ電圧入力は3.2 V以下となるようにブリーダ抵抗比 (Rovp1/Rovp2) を設定し てください。 また，OVP_DD端子はOPEN状態になった場合を想定し，IC内部から0.1 A (typ.) のプルアップ電流が供 給されています。端子がOPEN状態になると端子電圧がVREF端子相当にまで引き上げられ，OVPを検出 しICラッチ停止します。そのため，Rovp2の抵抗値は0.1 Aの電流に対して影響が出ない値に設定して ください。 - 20 - CXA3834M 保護検出機能 CXA3834Mは安全な電源動作を実現するため，種々の保護機能を内蔵しています。 保護機能によりエラーを検出すると，xBL_ERR端子L信号出力，PROTECT端子充電によるタイマラッチ， もしくは即時ラッチ停止動作となります。保護機能およびエラー条件・検出後の動作について表1に示しま す。エラー検出後，ICがラッチ停止した場合，DC-DCコンバータは動作停止およびDIM_SW端子L出力とな ります。ICがラッチ動作となった場合 (LATCH1)，電源あるいはENの再投入によりラッチを解除することが できます。過熱保護検出 (TSD) により，ラッチ停止動作となった場合 (LATCH2) は，電源の再投入のみラッ チを解除することができます。 表1. 保護機能一覧 No. 保護機能 検出条件 PROTECT 端子充電 xBL_ERR = L出力 バックライトエラー検出ファンクション (xBL_ERR = L出力) 1 MOS_FETオープン検出 Comp端子出力H張り付き時 — ○ 2 VREF過電圧検出1 VREF端子電圧 > 6.0 V — ○ タイマラッチファンクション (PROTECT端子充電) 3 DC-DC過電流検出 (DD_OCP) OCP端子電圧 > 1.0 V ○ — 4 LED過電流検出 (LED_OCP) FB端子電圧 > 2.0 V ○ — 5 DRV端子異常検出 DRV端子の入力/出力不一致 ○ — バックライトエラー検出and タイマラッチファンクション 6 PWM_DIM端子保護検出 PWM_DIM端子電圧 > VCC – 0.5 V ○ ○ 7 BLINK端子保護検出 BLINK端子電圧 > VCC – 0.5 V ○ ○ 8 DC_DIM端子保護検出 DC_DIM端子電圧 > VCC – 0.5 V ○ ○ 9 VREF過電圧検出2 VREF端子電圧 > 5.5 V ○ ○ 即時ラッチファンクション1 (Latch1) 10 DC-DC出力過電圧検出 (OVP) OVP_DD端子電圧 > 3.2 V — — 11 PROTECTラッチ停止検出 PROTECT端子電圧 > 3.0 V — — Tj > 140 C — — 即時ラッチファンクション2 (Latch2) 12 過熱保護 (TSD) [バックライトエラー検出ファンクション] 表1のNo.1, 2, 6, 7, 8, 9のエラーを検出すると，xBL_ERR端子がL出力となり，IC外部でのプルアップ抵抗 を介した電圧源から，IC内部に電流を引き込みます。バックライトエラー未検出時，xBL_ERR端子は Hi-Z状態のため，IC外部プルアップ電圧源電圧が端子に発生します。 [タイマラッチファンクション] 表1のNo.3, 4, 5, 6, 7, 8, 9のエラーを検出すると，PROTECT端子への充電を開始し，PROTECT端子電圧が 3 Vに達することでICはラッチ停止となります。エラーを検出してからラッチ停止動作までの時間設定 は，PROTECT端子に容量を接続すりことにより可能とまります。PROTECT端子周辺の等価回路図およ び，エラー検出時のタイミングチャートをそれぞれ図15, 図16に示します。 [即時ラッチファンクション] 表1のNo.10, 11のエラーを検出すると，ICは即時ラッチ停止となり，DC-DCコンバータおよびディミン グ動作は停止します。ラッチ停止した場合には，xBL_ERR端子はL出力されます。 - 21 - CXA3834M VREF ౝㇱၮḰ㔚 10 µA ERR_SET PROTECT PROTECT Logic ERR_RST Cp rst 3.0 V 1 µA 図15. PROTECT端子等価回路図 PROTECT端子は，エラー検出時 (ERR_SET = High) に10 Aの安定電流がICから流出し，通常時 (ERR_RST = High) には1 Aの安定電流がIC内部に流入しています。 ERR_SET (internal_signal) 3.0 V PROTECT PROTECT LATCH PROTECT ┵ሶ㔚ᵹ LATCHᬌ dischg chg dischg chg dischg chg 図16. エラー検出時タイミングチャート エラー検出が継続した場合，タイマ時間は以下の式で表すことができます。 T = Cp (F 3.0 V 10 A = 0.3 Cp (s - 22 - dischg CXA3834M [状態遷移図] 本ICの状態遷移を図17に示します。 VCC_UVLO = H ೋᦼ⁁ᘒ xBL_ERR = L LATCH2 = H ⇣Ᏹ⁁ᘒ2 xBL_ERR = L RESET = H LATCH2 = H RESET = L RESET = H LATCH2 = H ㅢᏱേ⁁ᘒ ⇣Ᏹ⁁ᘒ1 LATCH1 = H xBL_ERR = HiZ xBL_ERR = L 図17. 状態遷移図 注) RESET = H条件 LATCH1 = H条件 LATCH2 = H条件 RESET = L条件 ：VCC_UVLO = H or EN = L or VREF_UVLO = H or VREF_OVLO = H ：PROTECT = H or OVP = H ：TSD = H ：VCC_UVLO = L and EN = H and VREF_UVLO = L and VREF_OVLO = L - 23 - CXA3834M 応用回路例 200 µH VOUT VIN 33 µF 440 kΩ 660 kΩ 6.3 kΩ 0.1 Ω 4.7 kΩ 12 V 1 DRV OVP_DD 16 2 ISENSE DIM_SW 15 3 OCP FB 14 4 EN VCC 13 BL_ERR 5 xBL_ERR GND 12 BLINK 6 BLINK VREF 11 PWM_DIM 7 PWM_DIM COMP 10 8 DC_DIM PROTECT 9 10 kΩ BL_ON 4.7 kΩ 12 V 1V 5Ω 2.2 kΩ 10 kΩ DC_DIM 1.0 µF 2.2 kΩ 1.0 µF xx 0.47 µF CXA3834M 0.47 µF ߎߩ⾗ᢱߩᔕ↪࿁〝ߪ㧘↪ߩෳ⠨ߣߒߡ㧘ઍ⊛ߥᔕ↪ࠍ␜ߒߚ߽ߩߢ㧘ߎࠇࠄߩ࿁〝ߩ↪ߦ ࿃ߔࠆ៊ኂࠆߪ╙ਃ⠪ߩᎿᬺᚲᮭߩଚኂߩ㗴ߦߟߡ㧘ᒰ␠ߪ৻ಾߩ⽿છࠍ⽶߹ߖࠎޕ 図18. 応用回路例 (Vin = 150 V，Vout = 300 V，ILED = 200 mA を想定) - 24 - CXA3834M 代表的特性例 VREF┵ሶജ㔚 VCC_UVLOേ㐿ᆎ㔚 5.20 VCC_UVLOേ㐿ᆎ㔚 [V] 10.2 VREF┵ሶജ㔚 [V] 5.15 5.10 5.05 5.00 4.95 4.90 4.85 4.80 –30 0 30 60 90 10.0 9.8 9.6 9.4 9.2 9.0 8.8 –30 120 0 Temp [˚C] ᱛᤨᶖ⾌㔚ᵹ 90 120 VCC_UVLOേᱛ㔚 9.6 VCC_UVLOേᱛ㔚 [V] ᱛᤨᶖ⾌㔚ᵹ [mA] 60 Temp [˚C] 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 –30 30 0 30 60 90 9.4 9.2 9.0 8.8 8.6 8.4 –30 120 0 30 60 90 Temp [˚C] Temp [˚C] േᤨᶖ⾌㔚ᵹ PROTECT┵ሶ࠶࠴ᬌ㔚 120 3.15 2.0 ࠶࠴ᬌ㔚 [V] േᤨᶖ⾌㔚ᵹ [µA] 3.10 1.5 1.0 0.5 3.05 3.00 2.95 2.90 0 –30 0 30 60 90 120 2.85 –30 0 30 60 Temp [˚C] Temp [˚C] - 25 - 90 120 CXA3834M FB┵ሶᓮ㔚2 0.506 60 0.504 50 ᓮ㔚2 [V] ┙ߜ߇ࠅᤨ㑆 [ns] DIM_SW┵ሶ┙ߜ߇ࠅᤨ㑆 70 40 30 20 0.500 0.498 0.496 10 0 –30 0.502 0 30 60 90 0.494 –30 120 0 60 2.10 50 40 30 20 120 2.05 2.00 1.95 1.90 10 0 30 60 90 1.85 –30 120 0 30 60 90 120 90 120 Temp [˚C] Temp [˚C] FB┵ሶᓮ㔚1 DRV┵ሶ⊒ᝄᵄᢙ 1.03 108 106 ⊒ᝄᵄᢙ [kHz] 1.02 ᓮ㔚1 [V] 90 FB┵ሶㆊ㔚ᵹᬌ㔚 2.15 ㆊ㔚ᵹᬌ㔚 [V] ┙ߜਅ߇ࠅᤨ㑆 [ns] DIM_SW┵ሶ┙ߜਅ߇ࠅᤨ㑆 70 1.01 1.00 0.99 0.98 0.97 –30 60 Temp [˚C] Temp [˚C] 0 –30 30 104 102 100 98 96 94 0 30 60 90 120 Temp [˚C] 92 –30 0 30 60 Temp [˚C] - 26 - CXA3834M DRV┵ሶᦨᄢOn Duty OCP┵ሶㆊ㔚ᵹᬌ㔚 96 1.20 1.15 ㆊ㔚ᵹᬌ㔚 [V] ᦨᄢOn Duty [%] 94 92 90 88 86 84 –30 1.10 1.05 1.00 0.95 0.90 0.85 0 30 60 90 0.80 –30 120 0 Temp [˚C] 100 3.30 90 80 70 120 3.25 3.20 3.15 3.10 60 0 30 60 Temp [˚C] 90 120 COMP┵ሶSink㔚ᵹ 100 90 80 70 60 0 30 60 3.05 –30 0 30 60 Temp [˚C] 110 Sink㔚ᵹ [µA] 90 OVP_DD┵ሶㆊ㔚ᬌ㔚 3.35 ㆊ㔚ᬌ㔚 [V] Source㔚ᵹ [µA] COMP┵ሶSource㔚ᵹ 50 –30 60 Temp [˚C] 110 50 –30 30 90 120 Temp [˚C] - 27 - 90 120 CXA3834M 外形寸法図 (単位：mm) - 28 - Sony Corporation